Партнеры журнала:

Мебельное производство

Широколенточные шлифовальные станки. Часть 2

В предыдущем номере журнала мы начали рассказывать о широколенточных шлифовальных станках (ШШС). Все эти агрегаты имеют, как правило, сходные технологические схемы и конструктивное построение. Но конструкции таких суппортов, на первый взгляд одинаковых по устройству, могут сильно различаться − в зависимости от назначения станка, формы обрабатываемой детали и, конечно же, от изготовителя.

Рисунок «Агрегаты широколентных шлифовальных станков» смотрите в PDF-версии журнала

В физике, системотехнике и других науках есть термин «черный ящик», обозначающий какие-то системы, структуры и внутренние процессы которых сложны или просто неизвестны. В основу изучения этих «черных ящиков» положены исследования их реакций на известные входные воздействия.

Загадочный и недешевый куб

В определенном смысле к таким «черным ящикам» можно отнести и большинство современных широколенточных шлифовальных станков: внешне они представляют собой куб или параллелепипед с двумя открытыми проемами − входным и выходным. Не открывая «дверей» этого куба, невозможно понять, что же находится внутри. Отличить такие станки друг от друга можно лишь по раскраске и логотипу изготовителя, а также по результату обработки заготовок и ее качеству. Так, из одного «черного ящика» может выйти заготовка с начисто удаленным наружным слоем, но зато почти идеально плоская и одинаковой толщины в любой ее точке. Из другого − заготовка, одинаково гладкая по всей поверхности, сохранившая все свои впадины и возвышения. И из третьего − уже почти отделанная, с тонким, полностью отшлифованным и нигде не снятым до подложки покрытием.

Словом, как это ни банально, но те, кто сегодня собирается приобрести шлифовальный станок, должны четко представлять заранее, для чего он предназначается. Нет смысла просто запрашивать коммерческие предложения сразу всех изготовителей, чтобы посмотреть конец присланного документа и увидеть заведомо неподъемную цену «навороченного» оборудования.

Конечно, цена эта во многом зависит от конструкции оборудования, от состава узлов, агрегатов и дополнительного оснащения, который как раз и определяется предназначением станка. Поэтому рачительный и экономный заказчик не станет приобретать оборудование дешевое и простое, да еще и неизвестного производителя, а постарается заглянуть внутрь «черного ящика» и изучить его «начинку». И лишь потом, сравнив цены на похожие станки разных производителей, сделает осознанный выбор.

Зачем так много разных агрегатов?

В широколенточных шлифовальных станках основные агрегаты отличаются типом рабочего органа, обрабатывающего поверхность, и конструктивным исполнением, зависящим от их производителя: вальцовые ленточные; утюжковые; комбинированные − с вальцом и утюжком; с секционным утюжком; узколенточные поперечно-шлифовальные; фрезерующие калибровальные; барабанные с валом из синтетического абразивонаполненного волокна типа «скотч-брайт» (skotch-brite); барабанные щеточные. Шлифовальные агрегаты с рабочим органом в виде цилиндра со шкуркой в современных станках практически не применяются − из-за малой длины ленты и ее быстрого засаливания.

Шлифовальные станки конкретных моделей в зависимости от назначения могут значительно отличаться по составу рабочих агрегатов, их количеству и последовательности взаимного расположения.

Агрегаты вальцовые широколенточные шлифовальные (рис. 1,а) чаще всего используются в конструкциях широколенточных шлифовальных станков. Их контактные валы изготавливаются целиком из металла, например из сплава алюминия (жесткий контактный вал), или покрываются слоем резины различной жесткости (эластичный контактный вал). От того, как деформируется под нагрузкой поверхность валов разной жесткости, зависит размер контактной площадки абразивной ленты и шлифуемой детали, определяющей, помимо всего, величину съема материала. валы могут иметь диаметр 160, 190, 240 или 300 мм. резина может быть жесткой (свыше 90 ед. по Шору) или мягкой (ниже 90 ед.).

металлические валы используются в калибровальных станках, где толщина снимаемого слоя может превышать 1 мм, а самая мягкая резина для облицовки валов − в станках, предназначенных для обработки лаковых покрытий, где толщина снимаемого слоя составляет микроны.

На рабочей поверхности всех контактных валов имеются спиралеобразные продольные пазы для лучшего охлаждения и отвода шлифовальной пыли из пространства между лентой и валом.

Во избежание отрыва детали от конвейера (базы) в зоне шлифования располагаются прижимные линейки. Привод вращения (движения ленты) -от электродвигателя, через клиноременную передачу к рабочему валу.

Эти агрегаты применяются как калибрующие при обработке древесно-стружечных плит, клееного щита или брусков − для получения деталей одинаковой заданной толщины, а также как шлифовальные − для уменьшения шероховатости поверхности.

Причем в таких агрегатах валы меньшего диаметра используются при калибровании, а большего и с более мягкой облицовкой − для шлифования.

Их недостаток в том, что на поверхности после ее обработки могут образовываться поперечные (к направлению подачи) полосы с постоянным шагом − так называемая кинематическая волна. Этот дефект часто проявляется только после облицовывания деталей тонкими пленками или после лаковой отделки.

Агрегаты шлифовальные утюжковые (рис. 1,б) для обеспечения наилучшего соприкосновения прижимаемой ими ленты с обрабатываемой поверхностью оснащаются утюжком с эластичной поверхностью или с пневмокамерой (пневмоприжимом). Применяются для шлифования поверхности деталей из древесно-стружечной плиты, клееного щита и брусков после их калибрования, а также для шлифования подложек, нечувствительных к прошлифовкам (клееная фанера, толстый строганый шпон и т. п.).

Агрегаты шлифовальные комбинированные (рис. 1,в) сочетают функции вальцового калибровального агрегата и утюжкового шлифовального. При этом можно выполнять как калибрование валом с одновременным устранением кинематической волны посредством утюжка, так и отдельно калибрование или шлифование с использованием утюжка. Применяются для обработки поверхностей из древесно-стружечной плиты (под облицовывание тонкими пленками), массивной древесины и облицованных натуральным шпоном.

Агрегаты шлифовальные широколенточные с секционным утюжком, (рис. 1,г) оснащаются утюжком, состоящим из отдельных секций, прижим каждой из которых, в зависимости от формы обрабатываемой детали, производится отдельно, по сигналу автоматического электронного устройства. Применяются для шлифования поверхностей, чувствительных к прошлифовкам (тонкий строганый шпон, грунт, лак), требующих снятия минимальных слоев материала. Они обеспечивают следование утюжка и шкурки всем неровностям обрабатываемой поверхности из-за того, что каждая секция прижимается к ленте и заготовке своим, отдельным пневмоцилиндром. Известны также решения, когда и каждая секция утюжка составляется из нескольких элементов, индивидуально прижимаемых к детали таким цилиндром. Сигнал на включение (прижим) утюжка или его отдельных секций с необходимым замедлением подается группой механических или электронных датчиков, установленных на входе станка. Момент включения утюжка или секции рассчитан таким образом, чтобы ребра детали (продольные или поперечные) − участки, наиболее подверженные прошлифовке, всегда находились под их (утюжков или секций) серединой. Это позволяет проводить обработку деталей, толщина которых сильно (до 2 мм) отличается от заданного ГОСТом размера, сразу в несколько потоков, без образования прошлифовок на их ребрах, а также обработку узких деталей без повреждений.

Рабочая поверхность всех утюжков покрывается листовым антифрикционным материалом, снижающим трение между ним и шлифовальной лентой. В качестве такого материала используются специальные ленты, покрытые графитом или мелкими стеклянными шариками.

Агрегаты поперечно-шлифовальные узколенточные (рис. 1, д) оснащаются пневматическим или секционным утюжком. Применяются для шлифования поверхностей, чувствительных к прошлифовкам (тонкий строганый шпон, грунт, лак), и, как правило, при обработке древесины крупнососудистых (дуба, ясеня) и хвойных пород (сосны, лиственницы) -для исключения ребристости после шлифования.

узколенточные агрегаты представляют собой два или несколько шкивов, называемых цилиндрами или барабанами и объединенных шлифовальной лентой. Один из шкивов − приводной; второй − натяжной, а остальные − холостые (поддерживающие). Для исключения схода шлифовальной ленты со шкивов их рабочая поверхность выполняется бочкообразной.

Станки высокой производительности, в которых особенно велики усилия резания, оснащаются дополнительной протекторной лентой (она расположена между утюжком и шлифующей лентой), движущейся по отдельным шкивам и воспринимающей часть рабочих нагрузок. Для лучшего охлаждения обеих лент и отвода шлифовальной пыли на протекторные ленты снаружи приклеиваются специальные наклейки в форме шевронов.

Агрегаты фрезерующие калибровальные (рис 1,е) действуют подобно ножевому валу рейсмусового станка. к шлифовальным не относятся, но используются в шлифовальных станках для калибрования заготовок при необходимости удаления толстых слоев материала, например в производстве клееного щита. Включают в себя рабочий орган в виде металлического ножевого вала с установленными на его поверхности сменными поворотными пластинами из твердого сплава, расположенными винтообразно в несколько рядов. Для замены режущих пластин такой вал выдвигается из станка и на специальной тележке перевозится в инструментальное отделение предприятия.

В агрегатах шлифовальных барабанных с валом из абразивонаполненного синтетического волокна (рис. 1,ж) рабочий орган − вращающийся металлический шпиндель с установленным на нем набором дисков из материала скотч-брайт (нейлонового волокна с включениями абразива на связке). Такие барабаны применяются для тонкого шлифования поверхностей, облицованных натуральным шпоном, и для лакового шлифования.

Агрегаты барабанные щеточные (рис. 1,з) с обычными щетками из натуральных и синтетических волокон устанавливаются на выходе из шлифовальных станков для очистки прошлифованной поверхности от пыли и используются для легкого шлифования поверхности, например для снятия ворса и пузырей после крашения и грунтования в процессе отделки.

Станок как сложная система

В состав всех широколенточных шлифовальных агрегатов включаются два и более горизонтально расположенных вращающихся вала-цилиндра, выполняющих роль шкивов, на которые натягивается шлифовальная лента. Конструкция таких валов консольная, что позволяет заменять шлифовальную ленту без снятия каких-либо дополнительных опор, подшипников и т. д. В широколенточных агрегатах всех типов натяжным является верхний вал, поддерживаемый двумя пневмоцилиндрами. При смене ленты они отключаются, вал опускается, так что ленту можно свободно снять и одеть.

В процессе работы станка за положением шлифовальной ленты следит струйный воздушный датчик: при ее поперечном смещении вдоль валов один из пневмоцилиндров немного поднимает край верхнего цилиндра, заставляя ленту смещаться в эту сторону. Такой процесс происходит постоянно. Тем самым предупреждается сход и неустранимое повреждение (разрыв) шлифовальной ленты. Реже − в станках простой конструкции − используются механические датчики положения ленты. Они дешевле струйных воздушных, но зато их эксплуатация обходится дорого.

привод обращения широких шлифовальных лент осуществляется по-разному: от одного электродвигателя сразу к двум агрегатам − в более дешевых моделях станков − или для каждого отдельно, от индивидуального двигателя − в более мощных и дорогих.

Для исключения дефектов после шлифования широколенточными агрегатами большое значение имеет качество склеивания лент: плохой стык приводит к появлению на обрабатываемой поверхности дефектов − «рисок» и кинематической волны. Кроме того, некачественное склеивание лент становится причиной их быстрого разрыва и потери, что повышает неоправданные затраты производства.

Широколенточные шлифовальные станки по желанию покупателя могут комплектоваться дополнительными устройствами для обдува лент сжатым воздухом и устройствами для снятия статического электричества с обработанной заготовки, а конвейеры подачи − системой для вакуумного прижима заготовок к ленте, что исключает вибрирование концов лент и обеспечивает надежное пропускание через станок деталей малой длины.

На выходе из станка после щеточного агрегата может дополнительно устанавливаться устройство для обдува обработанной поверхности, удаляющее пыль, прилипшую к ней за счет электростатического взаимодействия.

Самые современные станки оснащаются электронными системами определения толщины обрабатываемой заготовки, учитывающими ее отклонение от номинального значения и автоматически корректирующими работу шлифовальных агрегатов.

Современный шлифовальный станок − сложнейшая система, состав которой определяется его изготовителем и покупателем совместно. И если в ней будет отсутствовать какое-то важное звено, то качество обработки может оказаться не только нестабильным, но и постоянно неудовлетворительным.

Поэтому при покупке такого станка следует сформулировать все требования к нему заранее и никогда не отказываться от приобретения дополнительных устройств, обеспечивающих качество обработки, ведь ни один разработчик не стал бы создавать их и предлагать рынку без веской причины.

Константин ПЕТРОВ,
компания «МедиаТехнологии»,
по заказу журнала «ЛесПромИнформ»

Широколенточные шлифовальные станки. Ч. 1. - ЛесПромИнформ №3 (69) 2010 год